下一节:计算所得特征向量的误差界限
上一级:稳定性与准确性评估
上一节:将残差误差转化为后向误差
计算所得特征值的误差界限
从(7.105)以及特征值和特征向量的扰动理论中,可以证明,在残差范数\Vert r\Vert _2和\Vert s^{\ast}\Vert _2的一阶近似下,存在一个矩阵A的特征值\lambda满足
\vert\lambda - \widetilde\lambda \vert \lesssim \frac{1}{\vert\widetilde{y}^*\widetilde{x}\vert} \max\left\{\Vert r\Vert _2, \Vert s^{\ast} \Vert _2 \right\}, \tag{7.106}
其中“\lesssim”表示“小于”在残差范数\Vert r\Vert _2和\Vert s^{\ast}\Vert _2的一阶近似下。注意,个体条件数 c_{\lambda} 定义为
c_{\lambda}\equiv \frac {1}{\vert y^{\ast} x\vert}=\sec\theta(x,y),
其中x和y分别是矩阵A的特征向量和左特征向量,并且归一化使得
\Vert x\Vert _2 = \Vert y\Vert _2 = 1。由于精确的x和y通常是未知的,实际上,我们可以简单地通过1/\vert\widetilde y^{\ast} \widetilde x\vert来估计这个条件数c_{\lambda}。注意到c_{\lambda}\ge 1,当且仅当A是厄米矩阵时取等号。
如果近似的左特征向量\widetilde y不可用,一般来说,不存在直接关于\vert\lambda - \widetilde\lambda \vert的界限。方程(7.104)将是唯一可用来解释计算得到的特征值\widetilde\lambda和特征向量\widetilde x的精度的依据。
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Susan Blackford
2000-11-20